Titanyum alaşımlı bağlantı elemanlarının yurt dışında uygulanması oldukça yaygın olup, çeşitli yeni bağlantı elemanları ortaya çıkmaya devam etmektedir. Büyük inşaat maliyeti tek titanyum alaşımlı bağlantı elemanlarının miktarı yüzbinlerce parçadır. Aynı mukavemet indeksi altında, titanyum bağlantı elemanları çeliğin kütlesinden %70 daha hafiftir ve titanyum alaşımının yorulma mukavemeti ve stres konsantrasyonuna duyarlılığı, yüksek korozyon stabilitesine sahip çeşitli hava şartlarına dayanıklı şeritlerde çeliğin benzer kullanımlarından daha iyidir, bu nedenle uygulama Havacılık ekipmanları için titanyum sıkı halkaların kullanımı çok önemlidir.
01 Bağlantı elemanı titanyum alaşımı geliştirme
Titanyum alaşımlı bağlantı elemanları temel olarak üç tip malzemede kullanılır: birinci tip düşük Mo eşdeğeridir - Ti-6Al-4V gibi iki fazlı alaşımdır; İkinci kategori, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki III, Ti{-44.5Nb, Ti{-15-3 ve Çin'deki TB2, TB3 ve TB8'i içeren yarı kararlı alaşımlardır; Üçüncü sınıf, Rusya'nın BT16l'si gibi iki fazlı alaşımların kritik altı bileşimidir. Aşağıdaki tablo titanyum alaşımlı bağlantı elemanlarının özelliklerini göstermektedir.
Ti{{0}}Al-4V, düşük Mo eşdeğeridir - üç alaşım arasında en düşük stabilite katsayısına (yalnızca 0,27) ve en yüksek alüminyum eşdeğerine (6'ya kadar) sahip iki fazlı alaşım . Yani tavlanmış durumdaki beta fazı içeriği yalnızca %7'dir (hacim oranı). Avantajları, en düşük yoğunluk, en iyi mukavemet ve yorulma performansı, en basit bileşim ve en düşük yarı mamul maliyetidir. Bununla birlikte, oda sıcaklığı plastisitesinin yeterince yüksek olmaması nedeniyle, bağlantı elemanlarını işlerken sıcak şişirme şekillendirme için indüksiyonlu ısıtmanın yanı sıra vakum solüsyonu işlemi ve eskitme işleminin kullanılması gerekir ve işlem maliyeti yüksektir.
İkinci kategori, alaşımlardan tamamen farklı olan alaşımlardır (TB2, TB3, TB5, TB8 vb. gibi) ve B- stabilite katsayısı 1,15 ~ 1,97 aralığında yüksektir, alüminyum eşdeğeri ise yaklaşık 3'e düşürülür. Bu nedenle, çözelti işleminde tek bir faz elde edilebilir, böylece cıvatalar ve perçinler oda sıcaklığında soğukta şekillendirilebilir, düşük işlem maliyeti, dezavantajı yüksek yoğunluktur, ancak mukavemet Ti{{ 11}}Al-4V, ancak yorulma performansı Ti-6Al-4v kadar iyi değildir ve bileşim karmaşıktır ve yarı mamullerin maliyeti yüksektir . Aynı vakumla yaşlandırma işlemine duyulan ihtiyaç nedeniyle, bitmiş bağlantı elemanlarının maliyeti hâlâ Ti-6Al-4V'den yüksektir ve kullanım sıcaklığı Ti-6Al{{19'den düşüktür }}V.
BT16 alaşımının yoğunluğu Ti-6Al-4V'ninkinden biraz daha yüksektir, ancak alaşımınkinden önemli ölçüde düşüktür. BT16 alaşımının stabilite katsayısı 0.83'tür, bu da yukarıdaki iki sınıf arasında yer alır ve kritik bileşime yakındır (kararlılık katsayısı 1'dir). Kararlı element ve Ti'den oluşan ikili alaşımda, kararlı element içeriğinin artmasıyla tane boyutu giderek azalır. L'nin kritik konsantrasyonu yakınında faz ve faz sayısı eşit olur ve tane boyutu minimuma ulaşır. Kararlı elementlerin daha da artmasıyla tane boyutu artar. Küçük p taneciği ve tavlanmış durumda %25'e kadar (hacim oranı) faz içeriği, BT16 alaşımının oda sıcaklığında mükemmel T-plastisitesi olduğunu belirler. Bu nedenle BT16 alaşımı, bağlantı elemanı kafasının oda sıcaklığında hızlı bir şekilde şişirilmesi, yani soğukta şişirilmesi için gerekli koşullara sahiptir.
02 Titanyum alaşımlı bağlantı elemanlarının uygulanması
Ti-6A1-4V, mükemmel kapsamlı özelliklere ve çubuklar, dövme malzemeler, kalın levhalar, levhalar, profiller ve teller dahil olmak üzere yarı mamul ürünlerin eksiksiz özelliklerine sahip, orta mukavemetli, iki fazlı bir titanyum alaşımıdır. Alaşım, 400 derece C'ye kadar sıcaklıklarda uzun süre çalışabilmektedir ve havacılık ve uzay endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve Amerika Birleşik Devletleri ve Batı Avrupa'da havacılık ve uzay sektöründe kullanılan ana bağlantı elemanı malzemesidir. ülkeler. Rus titanyum alaşımlı bağlantı elemanları esas olarak BT16 titanyum alaşımını kullanır. BT16 alaşımı, Ti-Al-Mo-4V serisine aittir - yüksek mukavemetli titanyum alaşımı, ana yarı mamul ürünler sıcak haddelenmiş çubuklar ve soğuk şişirme parlatma çubuklarıdır, esas olarak bağlantı elemanlarının imalatında kullanılan tel malzemelerdir. cıvata, vida, somun ve perçin olarak. Maksimum çalışma sıcaklığı 350 derece. Alaşımın çözelti yaşlanması durumundaki mukavemeti, Ti-6Al-4V alaşımınınkinden biraz daha düşüktür. Ana avantajı, tavlama durumunda soğuk şişirme ile şekillendirilebilmesidir, bu da üretim verimliliğini önemli ölçüde artırır. Soğuk deformasyonla yapılan bağlantı elemanları, Rusya'daki makine imalat sanayinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve aynı zamanda Rus havacılık ve uzay sektörünün uygulamalarına yönelik ana standart malzemelerdir ve ayrıca ülkedeki bazı uçak türlerinde de kullanılmaktadır. Alaşım iki durumda kullanılabilir: ısıl işlem yapılmadan soğuk deformasyonla güçlendirme ve sıcak şişirme oluşturma güçlendirme çözeltisiyle yaşlandırma işlemi.
Beta III alaşımı, 1969 yılında bir bağlantı elemanı malzemesi olarak AMS4977 spesifikasyonuna dahil edilmiştir ve uçaklarda bazı uygulamaları vardır, ancak 1987'de AMS4977B duyuruldu: Havacılık ve Uzay Malzemeleri Departmanı, beta 11I alaşımının artık gelecekteki yeni ürünler için standart parça malzemesi olarak kullanılmamasını tavsiye etti. tasarımlar. Son raporlara göre alaşımın üretimi durduruldu. Ti-44.5Nb, 1974 yılında perçinler için özel bir malzeme olarak AMS4982 spesifikasyonuna dahil edilmiş, 2002'de AMS4982C olarak revize edilmiştir ve bugün hala kullanılmaktadır, ancak Ti{{'nin kafasına yalnızca küçük bir bölüm kaynaklanmıştır. 11}}Al-4V perçinlemesi soğuk perçinlemeyi sağlar. Ti-15-3(TB5) ilk olarak 1984 yılında AMS4914 spesifikasyonunda bir sayfa olarak listelenmiştir. TB5 ve TB8, Çin'deki belirli bir uçak tipinde, paraşüt kirişi ve hava başlığı (yüksek sıcaklık) için eşleşen perçinler ve vidalar olarak kullanılmaktadır. kullanmak). TB2 ve TB3 ülkemizin geliştirdiği alaşımlardır. TB2 başlangıçta sac parçalarda, daha sonra bazı modellerde perçinleyici olarak kullanıldı.
TB3 cıvata geliştirme malzemesi olarak başladı ve bazı modellerde de kullanıldı.
